[发明专利]一种基于用户命令的通用GPIO端口控制器

说明书

本发明公开了一种基于用户命令的通用GPIO端口控制器，包括：微控制器接口模块(1)、工作寄存器阵列模块(2)、命令解析与执行模块(3)和输入/输出GPIO端口控制模块(4)，将指定GPIO端口的信号传输方向设置成输入或者输出，或者将指定的数个GPIO端口设置成指定的电平状态，也能够接收x80系列微控制器发出的端口电平操作用户命令，将指定的单个输入/输出GPIO端口设置成指定的电平状态，还能够将输入/输出GPIO端口当前的电平状态反馈给x80系列微控制器，供用户系统查询和使用。本发明丰富了用户系统的功能，提高了用户系统操作使用GPIO端口的灵活性。

技术领域

本发明涉及一种通用数字GPIO端口控制器，特别是一种基于用户命令的通用GPIO端口控制器。

背景技术

通用数字输入/输出，即General Purpose Input Output，GPIO端口，是一种常用的数字输入/输出接口电路，用户系统可根据自身的需要，将特定的GPIO端口配置成输入端口，或者是输出端口，从而实现数字信号的输入或者输出。当通用数字输入/输出GPIO端口用作输入端口的时候，不仅可以对输入信号进行数字处理，包括：过滤毛刺和去抖动等，而且也可对输入信号的上升沿、下降沿或电平进行检测，然后根据检测结果产生中断请求信号，并发送给用户系统的微控制器。当通用数字输入/输出GPIO端口用作输出端口的时候，可用于生成外部电路的控制信号，接通或者关闭外部电路的电源，或者启动外部电路执行某种操作。同时，通过回读数字输入/输出GPIO端口的电平状态，用户系统也可以了解外部电路的工作状态，并据此决定后续应执行的动作。另外，利用数字输入/输出GPIO端口，通过微控制器监控程序，用户系统还能构造出不同的控制时序，以满足用户系统扩展特殊功能接口的需求，这就为用户系统的设计及功能实现，提供了更加灵活方便的技术手段。因此，通用数字输入/输出GPIO端口已经成为微处理器、微控制器和数字信号处理器的标准配置模块，目前，大多数嵌入式微处理器、微控制器和数字信号处理器都向用户提供了数量不等的多功能通用数字输入/输出GPIO端口。

但是，嵌入式微处理器、微控制器和数字信号处理器提供的多功能通用数字输入/输出GPIO端口的数量是有限的，对于一些需要大量数字输入/输出端口的用户系统，用户系统需要设法进一步扩展数字输入/输出GPIO端口的数量，才能满足用户系统对输入/输出端口的需要。另一方面，目前通用数字输入/输出GPIO控制器提供了一组工作寄存器，可用于控制GPIO端口信号的传送方向及端口的电平状态。当数字输入/输出GPIO端口被配置为输出时，通过向输出数据寄存器/端口置位寄存器/端口清位寄存器/端口取反寄存器写入适当的控制字，用户系统可直接将数字输入/输出GPIO端口置为需要的电平状态，由于这几个寄存器的每一位都与一个数字输入/输出GPIO端口相对应，因此，用户系统对数字输入/输出GPIO端口电平的一次操作，是同时对所有的数字输入/输出GPIO端口都进行的电平操作，当用户系统只需要对一个特定的数字输入/输出GPIO端口进行电平操作时，就必须小心构造写入相应寄存器的控制字，以确保整个操作只针对某个特定的数字输入/输出GPIO端口进行电平操作，而不会对其它关联的GPIO端口的电平也进行相同的操作，这就给用户系统操作使用通用数字输入/输出GPIO端口带来了诸多不便。如果数字输入/输出GPIO端口能够提供一种只对单个指定GPIO端口进行电平操作的方法，将无疑给用户系统操作使用通用数字输入/输出GPIO端口带来便利。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于用户命令的通用GPIO端口控制器，解决当前通用数字GPIO端口控制器不能通过单次操作，对单个指定的GPIO端口进行电平操作的问题。

一种基于用户命令的通用输入/输出GPIO端口控制器，包括：微控制器接口模块、工作寄存器阵列模块、命令解析与执行模块和GPIO端口控制模块。所述工作寄存器阵列模块，包括：端口方向寄存器、输出数据寄存器、输入数据寄存器、端口置位寄存器、端口清位寄存器、端口取反寄存器和用户命令寄存器。